FI90358B

FI90358B - Method and apparatus for sorting a fiber suspension

Info

Publication number: FI90358B
Application number: FI922282A
Authority: FI
Inventors: Paul Olof Meinander
Original assignee: Pom Dev Oy Ab
Priority date: 1992-05-19
Filing date: 1992-05-19
Publication date: 1993-10-15
Also published as: EP0643785A1; FI922282A; AU4071193A; WO1993023610A1; FI90358C; JPH08500636A; FI922282A0

Description

! 90358! 90358

Menetelmä ja laite kuitususpension lajittelemiseksi Förfarande och anordning för sortering av en fibersuspensionMethod and apparatus for sorting a fiber suspension For sorting and sorting of a fiber suspension

Keksinnön kohteena on laite ja menetelmä kuitususpension lajittelemiseksi. Erityisesti keksinnön kohteena on selluloosa- ja paperiteollisuudessa käytettävän kuitususpension puhdistaminen keskipakoerottimessa. Keksinnön kohteena on myös ko. menetelmän ja laitteen käyttö paperinvalmistuksessa rainanmuodostuksen lyhyessä kierrossa. Keksinnön mukaan puunjalostusteollisuudessa paljon käytettyjen puhdistimien toimintaa voidaan optimoida ja tehostaa niin, että kuituhävikki jää pieneksi ja suspensio saadaan erittäin puhtaaksi yhdessä ainoassa puhdistusprosessissa.The invention relates to an apparatus and a method for sorting a fiber suspension. In particular, the invention relates to the purification of a fiber suspension used in the pulp and paper industry in a centrifugal separator. The invention also relates to use of the method and apparatus in papermaking in a short cycle of web formation. According to the invention, the operation of the cleaners widely used in the wood processing industry can be optimized and made more efficient so that the fiber loss is kept small and the suspension is made very clean in a single cleaning process.

Alalla tunnetut puhdistimet ovat tavallisesti kartiomaisia säiliöitä, jonka laajempaan päähän käsiteltävä materiaali syötetään tangentiaalisesti, jonka suppeammasta päästä raskaampi jae poistetaan keskeisesti ja jonka laajemman pään keskiöstä kevyempi jae poistetaan. Tällaisella pyörrepuhdisti-mella voidaan materiaali jakaa kahteen jakeeseen, eli toisin sanoen esimerkiksi kuitususpensiosta voidaan poistaa joko raskaita partikkeleita rejektoitavaksi tai kevyitä partikkeleita, esimerkiksi muovia, jolloin kummassakin tapauksessa puhdistimen toisesta ulosotosta saadaan puhdistettua kuitu-suspensiota. Joskus pyörrepuhdistimiin järjestetään useampia ulosottoja, joilla pyritään useampien fraktioiden erotukseen samanaikaisesti, jolloin erotustehokkuus ei kuitenkaan ole parhaimmillaan.Purifiers known in the art are usually conical containers, at the wider end of which the material to be treated is fed tangentially, at the narrower end of which the heavier fraction is removed centrally, and at the wider end of which the lighter fraction is removed. With such a vortex cleaner, the material can be divided into two fractions, i.e. in the fiber suspension, for example, either heavy particles for rejection or light particles, for example plastic, can be removed, in each case a purified fiber suspension is obtained from the second extractor. Sometimes several outlets are provided in the vortex cleaners in order to separate several fractions at the same time, in which case, however, the separation efficiency is not at its best.

Siten ongelmaksi tavanomaisille pyörrepuhdistimille jää ero-tustehokkuus ja halutun jakeen puhtaus. On selvää, että puhdistin voidaan rakentaa niin, että se poistaa esimerkiksi käytännöllisesti katsoen kaikki raskaat epäpuhtaudet käsiteltävästä materiaalista, mutta tällöin myös suhteellisen suuri osa hyväksyttävästä materiaalista menetetään. Vastaava ongelma 2 90358 on havaittavissa myös kevyttä rejektiä poistettaessa. Niinpä esimerkiksi selluloosa- ja paperiteollisuudessa on nähtävissä ratkaisuja, joissa lajittamoissa käytetään moniportaista pyör-repuhdistusta, jossa ensimmäisen vaiheen sekä akseptia että rejektiä käsitellään uudelleen jopa useammassa vaiheessa, jotta haluttu massan puhtausaste saavutettaisiin. Siten käytännössä päädytään paperitehtaan lajittamoissa käyttämään suurikokoisia, jopa kymmeniä puhdistimia käsittäviä pattereita kussakin vaiheessa, jolloin jo yksin näiden vaatima tila on erittäin suuri. Lisäksi, koska puhdistimet tunnetusti ovat herkästi kuluvia johtuen hiekan ja muiden raskaiden partikkelien nopeasta liikkeestä pitkin puhdistimen pintaa, johtaa suuri puhdistimien lukumäärä luonnollisesti koko puhdistus-yksikön vaurioherkkyyden kasvuun ja korjaustarpeen kasvamiseen.Thus, the separation efficiency and purity of the desired fraction remain a problem for conventional vortex cleaners. It is clear that the purifier can be constructed in such a way that it removes, for example, practically all the heavy impurities from the material to be treated, but in this case also a relatively large part of the acceptable material is lost. A similar problem 2 90358 is also observed when removing a light reject. Thus, for example, in the pulp and paper industry, solutions can be seen in which sorting plants use multi-stage rotary cleaning, in which both the accept and the reject in the first stage are reprocessed in even more stages in order to achieve the desired pulp purity. Thus, in practice, paper mills end up using large batteries with up to dozens of cleaners at each stage, so that the space required by them alone is very large. In addition, since the cleaners are known to be susceptible to wear due to the rapid movement of sand and other heavy particles along the surface of the cleaner, a large number of cleaners naturally leads to an increase in the susceptibility of the entire cleaning unit and the need for repair.

Mainittuja ongelmia on pyritty ratkaisemaan muun muassa nimellä F.J. Saint-Amand myönnetyssä patenttijulkaisussa US 4, 443,331, jossa esitetään pyörre-erotin, joka koostuu pyörivästä olennaisesti sylinterimäisestä kammiosta, jonka keskelle muodostuvaan alipainevyöhykkeeseen kevyt jae saadaan siirtymään ja jossa raskas jae saatetaan siirtymään pyörivän kammion seinämää kohti. Kevyt jae poistetaan erottimen keskeltä joko sen tulopäästä tai tulopäätä vastakkain olevasta lähtö-päästä ja pyörivän kammion seinämän läheisyyteen keräytyvä raskas jae poistetaan kammion kehältä. Laitteen erityisessä suoritusmuodossa pyörivän kammion seinämää pitkin syötetään erillistä nestettä, joka laimentaa kammion seinämän läheisyyteen kerääntyvää suspensiota ja pesee kevyempiä komponentteja raskaammasta jakeesta.Efforts have been made to solve these problems, inter alia, under the name F.J. U.S. Patent No. 4,443,331 to Saint-Amand discloses a vortex separator consisting of a rotating substantially cylindrical chamber in the center of which a vacuum fraction causes a light fraction to move and a heavy fraction to move toward the wall of the rotating chamber. The light fraction is removed from the center of the separator either at its inlet end or at the outlet end opposite the inlet end, and the heavy fraction accumulating in the vicinity of the wall of the rotating chamber is removed from the circumference of the chamber. In a particular embodiment of the device, a separate liquid is fed along the wall of the rotating chamber, which dilutes the suspension accumulating in the vicinity of the chamber wall and washes the lighter components from the heavier fraction.

Edellä mainitun keksijän myöhemmässä patenttijulkaisussa WO 90/02839 esitetään parannettu laite, jossa pyörivän kammion keskelle on asennettu kahdesta kartiomaisesta osasta muodostuva ontto, pyörivä kappale, jonka tarkoituksena on parantaa laitteen toimintaa ja toimia kevyen rejektin poistoputkena. Tässä suoritusmuodossa keksijä ei ole ehdottanut laimennus- ja 3 90358 pesunesteen lisäämistä pyörivän erottimen seinämän läheisyyteen. Laimennusnestettä ehdotetaan syötettäväksi ainoastaan pesemään kuituja jo erotetusta raskaasta rejektistä kuituhävi-kin pienentämiseksi.Subsequent patent publication WO 90/02839 of the above-mentioned inventor discloses an improved device in which a hollow, rotating body consisting of two conical parts is mounted in the middle of the rotating chamber, the purpose of which is to improve the operation of the device and to act as a light reject outlet pipe. In this embodiment, the inventor has not proposed adding diluent and 3,35,358 wash liquor in the vicinity of the wall of the rotating separator. It is proposed to feed the diluent only to wash the fibers from the already separated heavy reject to reduce fiber loss.

Molemmissa edellämainituissa ratkaisuissa pyörre-erottimen sylinterimäinen vaippa pyörii suurella nopeudella, jolloin yhteydet kiinteisiin syöttö- ja poistoputkiin vaativat teknisesti hankalia ja kulutukselle alttiita ratkaisuja, jotka omalta osaltaan ovat ilmeisesti vaikuttaneet siihen, että mainitunkaltaiset laitteet eivät ole menestyneet markkinoilla.In both of the above solutions, the cylindrical jacket of the vortex separator rotates at high speed, whereby connections to fixed supply and exhaust pipes require technically cumbersome and wear-resistant solutions, which in turn have apparently contributed to the failure of such devices on the market.

Nyt esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella pyritään välttämään tunnetun tekniikan haittoja ja aikaansaamaan teknisesti hyvin toimiva laite, jonka erotus-tehokkuus ja lajittelukyky on erinomainen. Tarkoituksena on parantaa paperi- ja selluloosateollisuudessa käytettyjen erottimien toimintaa siten, että aikaisemmin käytettyjen useiden perättäisten puhdistimien sijasta puhdistus voidaan saada yhdessä laitteessa niin tehokkaaksi, että suspensio voidaan syöttää yhden puhdistimen läpi nopeasti ja energiaa säästäen ja suorittamalla raskaamman jakeen toistuva pesu integroidusti lajittelun aikana. Laitteen edullisimmassa suoritusmuodossa jo erottuneesta raskaasta jakeesta ja jo erottuneesta kevyestä jakeesta erotetaan jatkuvasti hyväksyttäviä kuituja, jotka siirtyvät välijakeen muodostamaan akseptivirtaukseen. Keksintö soveltuu erityisen hyvin käytettäväksi paperinvalmistuksessa rainanmuodostuksen lyhyessä kierrossa, jossa hallitulla massanlaimennuksella ja nollaveden nopealla kierrätyksellä voidaan saavuttaa olennaista parannusta prosessiin.The method and the device according to the present invention aim to avoid the disadvantages of the prior art and to provide a technically well-functioning device with excellent separation efficiency and sorting ability. The aim is to improve the performance of the separators used in the pulp and paper industry so that instead of several successive cleaners previously used, cleaning can be made so efficient in one device that the suspension can be fed through one cleaner quickly and energy-savingly and repeatedly washing heavier fractions. In the most preferred embodiment of the device, acceptable fibers are continuously separated from the already separated heavy fraction and the already separated light fraction, which are transferred to the acceptance flow formed by the intermediate fraction. The invention is particularly well suited for use in papermaking in a short cycle of web formation, where controlled pulp dilution and rapid recirculation of zero water can achieve a substantial improvement in the process.

Keksinnön mukaisen ratkaisun erityispiirteet ja sovellutukset ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista ja seuraavasta selityksestä sekä piirustuksista.The special features and applications of the solution according to the invention appear from the appended claims and the following description and drawings.

Näin ollen keksinnön kohteena on keskipakoerotin kuitususpen-V sion lajittelemiseksi, jossa erottimessa on olennaisesti sy- 4 90358 linterimäinen ulkovaippa, jonka toiseen päähän on järjestetty lajiteltavan kuitususpension syöttöyhde ja vastakkaiseen päähän kevyemmän jakeen ja raskaamman jakeen poistoyhteet. Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista että sylinteri-mäisen ulkovaipan sisälle on järjestetty vaipan kanssa saman-keskeinen, ontto, pyörivä roottori suspensiovirtauksen tai sen olennaisen osan vastaanottamiseksi, että roottorin seinämässä on raot tai aukot, joiden kautta suspension osa voidaan saattaa kulkeutumaan roottorin sisätilasta roottoria ympäröivään tilaan ja roottoria ympäröivästä tilasta roottorin sisätilaan, ja että erottimessa on välineet laimennus/pesu-väliaineen johtamiseksi suspensioon kevyemmän jakeen ja raskaamman jakeen välisen erotustehokkuuden parantamiseksi.Accordingly, the invention relates to a centrifugal separator for sorting a fiber suspension V, the separator having a substantially cylindrical outer jacket with a feed connection for the fiber suspension to be sorted at one end and outlets for a lighter fraction and a heavier fraction at the opposite end. The device according to the invention is characterized in that a hollow rotating rotor is arranged inside the cylindrical outer casing to receive the suspension flow or a substantial part thereof, such that there are slots or openings in the rotor wall through which the suspension part can pass from the rotor interior to the rotor space. and from the space surrounding the rotor to the interior of the rotor, and that the separator has means for introducing a dilution / washing medium into the suspension to improve the separation efficiency between the lighter fraction and the heavier fraction.

Keksinnön erityisen edullisessa suoritusmuodossa laimennus/-pesu-väliainetta johdetaan erottimen ulkovaipan seinämän läheisyyteen useassa kohdassa.In a particularly preferred embodiment of the invention, the dilution / washing medium is introduced in the vicinity of the wall of the outer jacket of the separator at several points.

Kevyen jakeen erottamiseksi erottimen sisällä lajittelukanava-na toimivan roottorin keskelle on keksinnön edullisessa suoritusmuodossa asennettu roottorin kanssa samankeskeinen putki.In a preferred embodiment of the invention, a tube concentric with the rotor is mounted in the middle of the rotor, which acts as a sorting channel, in order to separate the light fraction.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä kuitususpensio syötetään erottimen olennaisesti sylinterimäisen tilan läpi ja suspensio-virtaus saatetaan kiertoliikkeeseen mainitussa tilassa siten, että suspensio keskipakovoiman johdosta jakaantuu sen komponenttien ominaispainon mukaan ainakin kahteen eri jakeeseen. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että se käsittää vaiheet, joissa a) kuitususpensio johdetaan erottimen syöttöpäähän, b) suspensiovirtaus tai sen olennainen osa ohjataan sylinteri-mäisessä tilassa sylinterin akselin kanssa samankeskeisesti pyörivän roottorin sisälle, c) suspensiovirtauksen raskaampi jae saatetaan kulkeutumaan kohti roottorin ulkoseinämää, d) roottorin seinämän läheisyyteen kerääntyvää raskaampaa jaetta ohjataan ulos roottorista roottorin ja sitä ympäröivän 5 90358 sylinterimäisen vaipan väliseen tilaan, e) raskaampaan jakeeseen johdetaan laimennus/pesu-väliainetta, f) osa roottorin ja vaipan välisessä tilassa olevasta raskaammasta jakeesta ohjataan roottorin sisälle kevyemmän jakeen j oukkoon, g) ainakin osa kohdista c)...f) toistetaan tarvittaessa, h) roottorin ulkopuolelle, vaipan seinämän läheisyyteen kerääntyvä raskaampi jae ja roottorin sisään kerääntyvä kevyempi jae poistetaan erikseen erottimesta.In the method according to the invention, the fiber suspension is fed through a substantially cylindrical space of the separator and the suspension flow is circulated in said space so that the suspension is divided into at least two different fractions according to the specific gravity of its components due to centrifugal force. The method according to the invention is characterized in that it comprises the steps of a) passing the fiber suspension to the feed end of the separator, b) directing the suspension flow or a substantial part thereof in a cylindrical state inside the rotor d) the heavier fraction accumulating in the vicinity of the rotor wall is directed out of the rotor into the space between the rotor and the surrounding 5 90358 cylindrical jacket; g) at least part of c) ... f) is repeated if necessary, h) the heavier fraction accumulating outside the rotor, in the vicinity of the jacket wall and the lighter fraction accumulating inside the rotor are removed separately from the separator .

Keksintö selitetään yksityiskohtaisemmin seuraavassa selityksessä, jossa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisena leikkauksena keksinnön mukaisen edullisen suoritusmuodon mukaisen keskipakoerottimen, kuviot 2-7 esittävät poikkileikkauksia kuvion 1 mukaisesta erottimesta linjoja A-A, B-B, C-C, D-D, E-E ja vastaavasti F-F pitkin, kuvio 8 esittää kaavamaisena leikkauksena erään muun suoritusmuodon mukaisen keskipakoerottimen, kuvio 9 esittää virtauskaavion paperinvalmistusprosessista, jossa keksinnön mukaisen yksivaiheisen erottimen käyttö on erityisen edullista.The invention will be explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a schematic section of a centrifugal separator according to a preferred embodiment of the invention, Figures 2-7 show cross-sections of the separator according to Figure 1 along lines AA, BB, CC, DD, EE and FF respectively. 8 shows a schematic sectional view of a centrifugal separator according to another embodiment, Fig. 9 shows a flow diagram of a papermaking process in which the use of a single-stage separator according to the invention is particularly advantageous.

Seuraavassa esityksessä viitataan erityisesti kuvioiden esittämiin suoritusmuotoihin, jolloin vastaavat elimet kaikissa kuvioissa on numeroitu samoilla numeroilla. On kuitenkin muistettava, että kuviot ovat vain havainnollistavia esimerkkejä keksinnön mukaisista ratkaisuista eivätkä ne millään lailla ole tarkoitettu rajoittamaan keksintöä.In the following presentation, reference is made in particular to the embodiments shown in the figures, in which case the corresponding elements in all figures are numbered with the same numbers. It should be remembered, however, that the figures are only illustrative examples of the solutions according to the invention and are in no way intended to limit the invention.

Kuvioon 1 viitaten keksinnön mukaisessa keskipakoerottimessa 10 on olennaisesti sylinterimäinen ulkovaippa 12 ja erottimen toisessa päässä 14 lajiteltavan kuitususpension syöttöyhde 16.Referring to Figure 1, a centrifugal separator 10 according to the invention has a substantially cylindrical outer jacket 12 and a fiber suspension supply connection 16 at one end 14 of the separator.

6 903586 90358

Erottimen 10 vastakkaisessa päässä 18 on raskaan jakeen ja suhteellisesti kevyemmän välijakeen poistoyhteet 20 ja vastaavasti 22. Sylinterimäisen ulkovaipan 12 sisälle on asennettu sen kanssa samankeskeinen ontto pyöritettävä roottori 24, joka toimii erottimessa kuitususpension pääasiallisena lajittelu-kanavana 25. Roottori 24 on kuvatussa suoritusmuodossa sylin-terimäinen ja sen seinämässä on raot 26, jotka mahdollistavat lajittelukanavassa virtaavan suspension osan siirtymisen roottorin 24 ja erottimen ulkovaipan 12 väliseen tilaan 28, joka muodostaa raskaan jakeen kanavan. Roottorin 24 seinämässä on toiset raot 30, jotka on suunnattu siten, että raskaan jakeen kanavassa 28 virtaavan suspension osa pääsee helposti siirtymään lajittelukanavaan 25. Rakojen 26 ja 30 reunat on viis-tottu siten, että muodostuu halutun suspensiovirtauksen suunnassa juoheasti virtaviivaiset kanavat.At the opposite end 18 of the separator 10 are heavy fraction and relatively lighter intermediate outlet connections 20 and 22, respectively. and has walls 26 in its wall that allow a portion of the suspension flowing in the sorting channel to pass into the space 28 between the rotor 24 and the separator outer shell 12, which forms the heavy fraction channel. The wall of the rotor 24 has second slits 30 oriented so that a portion of the suspension flowing in the heavy fraction channel 28 can easily pass into the sorting channel 25. The edges of the slots 26 and 30 are bevelled to form channels streamlined in the direction of the desired suspension flow.

Roottori 24 voi myös olla muodoltaan muun kuin sylinterin muotoinen, esimerkiksi moni kul mi omainen, jolloin kulmikkaan seinämän lähimpänä erottimen 10 keskustaa oleviin kohtiin on järjestetty aukot suhteellisesti kevyemmän jakeen päästämiseksi roottorin sisällä olevaan lajittelukanavaan. Vastaavasti kulmikkaan roottorin keskustasta kauimpana oleviin kohtiin on järjestetty aukot suhteellisesti raskaamman jakeen päästämiseksi virtaamaan roottorin ulkopuolia olevaan raskaan jakeen kanavaan.The rotor 24 may also have a non-cylindrical shape, for example polygonal, with openings arranged at the points of the angular wall closest to the center of the separator 10 to allow a relatively lighter fraction to enter the sorting channel inside the rotor. Correspondingly, openings are provided at points furthest from the center of the angular rotor to allow a relatively heavier fraction to flow into the heavy fraction channel outside the rotor.

Kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa roottorin 24 seinämä koostuu useista sylinterimäisistä osista, joiden väliin jää raot 26, 30. Sylinterimäisiä osia yhdistää kuviossa 5 esitetyt säteittäiset väliseinämät 31.In the embodiment shown in Figure 1, the wall of the rotor 24 consists of a plurality of cylindrical parts with gaps 26, 30 between them. The cylindrical parts are connected by the radial partitions 31 shown in Figure 5.

Erottimen ulkovaippaan on järjestetty laimennus- ja/tai pesunesteen syöttöputket 32, jotka esitetyssä suoritusmuodossa on muodostettu rengasmaisiksi, vaippaa 12 ympäröiviksi syöttö-yhteiksi 35, joiden kautta nestettä voidaan johtaa tasaisesti vaipan 12 seinämän läheisyyteen kerääntyvän raskaamman jakeen joukkoon. Vaipan seinämän läheisyyteen saadaan tällöin edulli- 7 90358 sesti muodostumaan nesteen laminaarivyöhyke, jonka läpi raskaammasta jakeesta irtaantuva kevyempi jae puhdistuen voi kulkeutua kohti roottorin 24 ulkoseinämää ja sieltä hakeutua rakojen 26 kautta lajittelukanavaan 25. Syöttöputkien 32 läpi syötettävä väliaine on edullisesti vettä, kuten prosessista kierrätettävää nollavettä, mutta se voi myös olla puhdasta vettä tai esimerkiksi kaasua, kuten ilmaa, joka suspensiota kevyempänä hakeutuu kohti keskustaa kantaen kevyempiä osasia mukanaan.Arranged in the outer jacket of the separator are dilution and / or washing liquid supply pipes 32, which in the illustrated embodiment are formed as annular supply connections 35 surrounding the jacket 12, through which the liquid can be evenly distributed in the vicinity of the jacket 12 wall. In the vicinity of the jacket wall, a laminar zone of the liquid is then preferably formed, through which the lighter fraction detached from the heavier fraction can pass towards the outer wall of the rotor 24 and from there through the slots 26 to the , but it can also be pure water or, for example, a gas, such as air, which, lighter than the suspension, is directed towards the center, carrying lighter particles with it.

Erottimen poistopään 18 läheisyyteen on muodostettu roottorin ulkoseinämän ja erottimen ulkovaipan väliin laajennettu vyöhyke, joka muodostaa raskaan jakeen kammion 34. Raskaan jakeen poistoyhde 22 on asennettu kammioon 34. Raskaan jakeen kammioon 34, edullisesti sen tulopään läheisyyteen on järjestetty laimennus/pesunesteen syöttöyhde 32.A zone is formed in the vicinity of the separator outlet 18 between the rotor outer wall and the separator outer jacket to form a heavy fraction chamber 34. A heavy fraction outlet 22 is mounted in the chamber 34. A dilution / wash liquid supply is provided in the heavy fraction chamber 34, preferably in the vicinity of its inlet 32.

Roottorin 24 ja ulkovaipan 12 poistopään 18 väliin muodostuu rako 36, joka mahdollistaa kammiossa 34 olevasta raskaasta jakeesta erottuvan kevyemmän jakeen virtauksen kammiosta lajittelukanavaan 25. Rako 36 on keksinnön mukaan edullisesti asetettavissa siten, että voidaan aikaansaada kammiosta 34 erottuvan kevyemmän jakeen hallittu virtaus lajittelukanavaan. Rakoa 36 voidaan säätää siirtämällä roottoria 24 suhteessa vaippaan 12, läppävälineillä tai muulla sopivalla tavalla.A gap 36 is formed between the rotor 24 and the outlet end 18 of the outer jacket 12 to allow the lighter fraction separating from the heavy fraction in the chamber 34 to flow from the chamber to the sorting passage 25. The gap 36 is preferably adjustable The gap 36 can be adjusted by moving the rotor 24 relative to the housing 12, by flap means, or by other suitable means.

Kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa erottimen ulkovaippa 12 ei ole tasaisen sylinterimäinen vaan siinä on laajennettuja kohtia 38, joissa raskaan jakeen kanava 28 on tilavampi. Laajennukset 38 on edullisesti järjestetty nesteen syöttö-yhteiden 32 yhteyteen. Ulkovaipan 12 poikkileikkauksen pinta-alaa on vastaavasti laajennetun vyöhykkeen 38 jälkeen supistettu siten, että raskaan jakeen kanavaan 28 muodostuu kuristus. Raskaan jakeen kanavan 28 poikkileikkauksen pinta-alan muutoksella saadaan aikaan raskaammasta jakeesta erottuvan kevyemmän jakeen parempi ohjautuminen lajittelukanavaan 25.In the embodiment shown in Figure 1, the outer jacket 12 of the separator is not uniformly cylindrical but has enlarged points 38 where the heavy fraction channel 28 is more spacious. The extensions 38 are preferably arranged in connection with the fluid supply connections 32. The cross-sectional area of the outer sheath 12 is correspondingly reduced after the expanded zone 38 so that a constriction is formed in the channel 28 of the heavy fraction. The change in the cross-sectional area of the heavy fraction channel 28 provides better guidance of the lighter fraction distinguishing from the heavier fraction to the sorting channel 25.

S 90358S 90358

Erottimen 10 ulkovaippa 12 on esitetyssä suoritusmuodossa staattinen, mikä on laitteen teknisen toteutuksen kannalta kaikkein edullisinta. Ulkovaippa voitaisiin kuitenkin myös järjestää pyöriväksi ilman että keksinnön mukaisen menetelmän periaatteellinen toiminta siitä häiriintyisi. Ulkovaipan sisällä lajittelukanavana 25 toimivan roottorin 24 keskelle on edullisesti asennettu roottorin kanssa samankeskeinen ontto putki 40, joka muodostaa kanavan 42 kevyintä jaetta ja/tai kaasuja varten.In the embodiment shown, the outer sheath 12 of the separator 10 is static, which is the most advantageous from the point of view of the technical implementation of the device. However, the outer sheath could also be arranged to rotate without interfering with the basic operation of the method according to the invention. Inside the outer jacket, in the middle of the rotor 24 acting as a sorting channel 25, a hollow tube 40 concentric with the rotor is preferably mounted, which forms a channel 42 for the lightest fraction and / or gases.

Keskeinen putki 40 on roottorin 24 kanssa yhdessä pyörivä ja toimii esitetyssä suoritusmuodossa roottorin 24 pyörintäakse-lina. Roottoria 24 pyöritetään ei-näytetyllä käyttölaitteella, joka on asennettu roottorin ala- tai yläpäähän tai molempiin. Vaihtoehtoisesti roottori 24 voi olla vapaasti pyörivä ilman käyttölaitetta. Tällöin syöttöpäähän syötetyn suspensiovirtauksen liike-energia muunnetaan turbiini vaikutuksen a rotaa-tioenergiaksi, joka pyörittää roottoria erotusvaikutuksen aikaansaamiseksi.The central tube 40 is rotatable together with the rotor 24 and in the embodiment shown acts as an axis of rotation of the rotor 24. The rotor 24 is rotated by an actuator (not shown) mounted on the lower or upper end of the rotor or both. Alternatively, the rotor 24 may be freely rotating without an actuator. In this case, the kinetic energy of the suspension flow fed to the feed end is converted into the rotational energy of the turbine effect a, which rotates the rotor to produce the separation effect.

Kuten kuviosta 5 parhaiten näkyy, roottori 24 on esitetyssä käyttölaitteella pyöritettävässä ratkaisussa yhdistetty keskeiseen putkeen 40 säteittäisillä väliseinämillä 31, jotka jakavat lajittelukanavan lajittelukammioiksi. Putken 40 seinämässä on raot tai aukot 37, 39, joiden reunat on juoheasti virtaviivaisesti viistottu suspensiovirtauksen edistämiseksi kevyen jakeen kanavan 42 ja lajittelukanavan 25 välillä. Näin ollen lajittelun aikana lajittelukanavasta kulkeutuu suhteellisesti kevyempää jaetta rakojen 39 kautta keskeisen putken 40 sisälle ja vastaavasti suhteellisesti raskaampaa jaetta pääsee kulkeutumaan kevyen jakeen kanavasta 42 takaisin lajittelu-kanavaan 25 rakojen 37 kautta. Vaikka kuviossa ei ole sitä esitetty, putki 40 voi olla vastaavalla tavalla laajennettu tai kuristettu kuin esitettiin edellä raskaan jakeen kanavan suhteen kuitujakeiden ohjaamiseksi kevyen jakeen kanavaan 42 ja sieltä ulos. Kevyen jakeen kanava 42 päättyy esitetyssä suoritusmuodossa keskeiseen kevyen jakeen poistoputkeen 43.As best seen in Figure 5, in the illustrated rotatable solution, the rotor 24 is connected to a central tube 40 by radial partitions 31 which divide the sorting channel into sorting chambers. The wall of the tube 40 has slits or openings 37, 39, the edges of which are smoothly beveled to promote the flow of suspension between the light fraction channel 42 and the sorting channel 25. Thus, during sorting, a relatively lighter fraction passes from the sorting channel through the slits 39 into the central tube 40 and a correspondingly heavier fraction can pass from the light fraction channel 42 back into the sorting channel 25 through the slots 37. Although not shown in the figure, the tube 40 may be expanded or constricted in a manner similar to that shown above with respect to the heavy fraction channel to direct fiber fractions into and out of the light fraction channel 42. In the illustrated embodiment, the light fraction channel 42 terminates in a central light fraction outlet pipe 43.

9 903589 90358

Kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa on erottimien 10 syöt-töpäässä 14 ulkovaipan 12 sisällä pyörintäakselina toimivan putken 40 jatkeena umpinainen keskiö 44, vaikka keksinnön mukainen laite toimii myös ilman tällaista keskiötä. Keskiö ulottuu jonkin matkaa erottimessa 10 siten, että syöttöpään puoleiseen osaan erotinta 10 muodostuu ulkovaipan sisälle renkaan muotoinen kanava 45 alkulajittelua varten. Suspensio-virtaus saatetaan tällä alueella kiertoliikkeeseen ensinnäkin syöttöpään 14 syöttöyhteen 16 tangentiaalisella suuntauksella ja toiseksi kuviossa 3 esitetyillä, keskiöön kiinnitetyillä siipimäisillä elimillä 46. Umpinaisen keskiön 44 ja onton keskeisen putken 40 liitoskohdassa on rako tai väli 41, jonka kautta keskiön 44 seinämän läheisyyteen kerääntynyt kevyt jae voi kulkeutua putken 40 sisään. Esitetyssä suoritusmuodossa roottori 24 ulottuu erottimen poistopäästä 18 kohti syöttö-päätä 14 päättyen kuitenkin tietyn välimatkan päähän syöttö-päästä siten, että muodostuu edellä mainittu renkaan muotoinen kanava 45.In the embodiment shown in Fig. 1, the supply end 14 of the separators 10 has a closed hub 44 as an extension of the tube 40 acting as an axis of rotation inside the outer jacket 12, although the device according to the invention also operates without such a hub. The hub extends some distance in the separator 10 so that an annular channel 45 for initial sorting is formed inside the outer jacket of the separator 10 on the feed end side. The suspension flow is circulated in this region firstly by the tangential orientation of the feed head 16 of the feed head 14 and secondly by the hub-mounted wing members 46 shown in Figure 3. At the junction of the closed hub 44 and the hollow central tube 40 can enter the tube 40. In the embodiment shown, the rotor 24 extends from the outlet end 18 of the separator towards the feed end 14, however, terminating a certain distance from the feed end so as to form the above-mentioned annular channel 45.

Laitteen toiminta ei ole riippuvainen sen koosta tai mittasuhteista ja niitä voidaankin vaihdella aina tarpeen mukaan. Näin ollen erityyppisille ja sakeudeltaan erilaisille suspensioille edullisimmat mittasuhteet saattavat poiketa toisistaan. Paperinvalmistuksessa rainanmuodostukseen johdettavan lajiteltavan massasuspension sakeus on yleensä alueella 0,2...2 %. Koska raskaan rejektin määrä tässä yhteydessä yleensä on suhteellisen pieni, ulkovaipan ja roottorin välinen tila on edullisesti vain murto-osa itse vaipan halkaisijan koosta.The operation of the device does not depend on its size or dimensions and can always be varied as required. Thus, for different types of suspensions of different densities, the most advantageous dimensions may differ. In papermaking, the consistency of the sortable pulp suspension to be fed to the web is generally in the range of 0.2 to 2%. Since the amount of heavy reject in this context is generally relatively small, the space between the outer jacket and the rotor is preferably only a fraction of the diameter of the jacket itself.

Kuten kuviosta 2 ilmenee, erottimen 10 syöttöyhde 16 on muodostettu tangentiaalisesti suspensiota suuntaavaksi laajenevaksi putkeksi, joka mahdollistaa suspension energian muuntamiseksi rotaatioenergiaksi. Tietyissä toimintatilanteissa näin saatu turbiinivaikutus saattaa olla riittävä erityisesti kevytrakenteisen roottorin pyörittämiseksi, eikä erillistä pyö- 10 90358 rittävää käyttölaitetta tarvita.As shown in Figure 2, the feed connection 16 of the separator 10 is formed tangentially as an expansion tube directing the suspension, which allows the energy of the suspension to be converted into rotational energy. In certain operating situations, the turbine effect thus obtained may be sufficient, in particular, to rotate a lightweight rotor, and no separate rotary drive is required.

Kuviossa 3 on esitetty edellä mainittu umpinainen keskiö 44 ja siihen säteittäisesti liittyvät siivet 46. Siivet 46 ovat syöttöpään läheisyydessä taivutettu turbiininsiipien muotoisiksi siten, että syötettävän suspension virtauksesta saadaan mahdollisimman paljon rotaatioenergiaa. Kauempana syöttöpäästä siivet 46 suoristuvat ja vauhdittavat pyöritettävän keskiön 44 avulla suspension rotaatiota. Siivet 46 jakavat suspensiovir-tauskanavan pituussuuntaisesti erilliskanaviin, joissa kussakin erotus tapahtuu keskipakovoimien johdosta kevyempään ja raskaampaan jakeeseen. Tämän uskotaan parantavan lajittelua.Figure 3 shows the above-mentioned closed hub 44 and its radially connected vanes 46. The vanes 46 are bent in the shape of turbine blades in the vicinity of the feed end so that as much rotational energy as possible is obtained from the flow of the feed suspension. Farther from the feed end, the wings 46 straighten and accelerate the rotation of the suspension by means of a rotatable hub 44. The vanes 46 divide the suspension flow channel longitudinally into separate channels, each of which separates into a lighter and heavier fraction due to centrifugal forces. This is believed to improve sorting.

Kuviossa 4 on esitetty poikkileikkaus erottimesta 10 kohdasta, jossa suoritusmuodon ensimmäinen nesteen syöttöyhde 32 liittyy ulkovaippaan 12. Kuten kuviosta näkyy syöttöyhde 32 on järjestetty renkaanmuotoisesti jakamaan nestettä tasaisesti pitkin vaipan 12 seinämää. Vaipan seinämä on syöttöyhdettä 32 seuraa-valla alueella hieman laajennettu siten, että neste saadaan kulkeutumaan mahdollisimman laminaarisesti syöttökohdan ohi virtaavan raskaamman jakeen joukkoon keyvempien kuitujen pesemiseksi raskaammasta jakeesta.Fig. 4 is a cross-sectional view of the separator 10 at the point where the first liquid supply connection 32 of the embodiment is connected to the outer jacket 12. As shown in the figure, the supply connection 32 is arranged annularly to distribute the liquid evenly along the wall of the jacket 12. The wall of the jacket is slightly widened in the area following the feed connection 32 so as to cause the liquid to pass as laminarly as possible to the heavier fraction flowing past the feed point to wash the heavier fibers from the heavier fraction.

Nestettä voidaan syöttää erottimeen 10 myös esitettyä aikaisemmassa vaiheessa, esimerkiksi syöttöpään 14 läheisyydessä ohuen nestekerroksen muodostamiseksi vaipan 12 seinämälle siten, että kohti seinämää kulkeutuva raskaampi jae joutuu kulkemaan tämän nestekerroksen läpi. Neste voidaan syöttää erottimeen tangentiaalisesti tai kohtisuorasti, laminaarisesti tai turbulenttisesti, kehän ympäri tai paikallisesti riippuen siitä, minkälainen vaikutus nesteensyötöllä kussakin kohdassa halutaan saavuttaa.The liquid may also be fed to the separator 10 at an earlier stage than shown, for example in the vicinity of the feed head 14 to form a thin liquid layer on the wall of the jacket 12 so that the heavier fraction towards the wall has to pass through this liquid layer. The liquid can be fed to the separator tangentially or perpendicularly, laminarly or turbulently, around the circumference or locally, depending on the effect desired by the liquid supply at each point.

Kuviossa 5 on esitetty erottimen 10 poikkileikkaus lajittelu-alueella. Siinä näkyy erottimen 10 ulkovaippa 12, roottori 24, keskeinen putki 40 sekä putken 40 ja roottorin 24 yhdistävät ja rakennetta lujittavat väliseinämät 31. Väliseinämät 31 11 50358 jakavat lajittelukanavan 25 pituussuuntaisesti erillisiin kanaviin, joissa lajittelu tapahtuu tehokkaasti. Lajittelu-kanavan 25 muodostavat erilliskanavat avautuvat kukin sekä raskaan jakeen kanavaan 28 että kevyen jakeen kanavaan 42 edellä mainittujen rakojen tai aukkojen kohdalla.Figure 5 shows a cross-section of the separator 10 in the sorting area. It shows the outer jacket 12 of the separator 10, the rotor 24, the central tube 40 and the partitions 31 connecting and reinforcing the structure of the tube 40 and the rotor 24. The partitions 31 11 50358 divide the sorting channel 25 longitudinally into separate channels where sorting takes place efficiently. The separate channels forming the sorting channel 25 each open into both the heavy fraction channel 28 and the light fraction channel 42 at the aforementioned slots or openings.

Kuvioissa 6 on esitetty erottimen 10 pokkileikkaus poistopään 18 laajennetulta alueelta. Raskaan jakeen kammioon 34 ulottuu roottorista 24 siipimäiset elimet 33 raskaan jakeen kiihdyttämiseksi ja erotustehokkuuden parantamiseksi. Raskaan jakeen poistoputki 22 on järjestetty kammion 34 uloimpaan kohtaan. Keskeinen putki 40 voi tässä kohdassa olla sisäkanavaltaan kuristettu kevyen jakeen osuuden pienentämiseksi. Se voi myös olla kuviossa esitetyllä tavalla ja ulkopuoleltaan hieman laajennettu halutun suspension virtauskuvion aikaansaamiseksi.Figures 6 show a cup section of the separator 10 from the expanded area of the outlet end 18. Extending from the rotor 24, wing-like members 33 extend into the heavy fraction chamber 34 to accelerate the heavy fraction and improve separation efficiency. The heavy fraction outlet pipe 22 is arranged at the outermost point of the chamber 34. At this point, the central tube 40 may be constricted in its inner channel to reduce the proportion of light fraction. It may also be as shown in the figure and slightly expanded on the outside to provide the desired suspension flow pattern.

Poistopään läheisyydessä väliseinämät 31 on edullisesti taivutettu turbiininsiiven muotoisiksi siiviksi 29 siten, että rotaatioenergia saadaan mahdollisimman hyvin siirretyksi poistuvaan aksepti virtaukseen.In the vicinity of the outlet end, the partitions 31 are preferably bent into turbine blade-shaped blades 29 so that the rotational energy is transferred as well as possible to the outlet acceptor flow.

Kuvioissa 7 on esitetty poistopään 18 energiaa talteenottava lajittelukanavan 25 jatkeena muodostettu poistoyhde 20.Figures 7 show an outlet connection 20 formed as an extension of the sorting channel 25 which recovers energy from the outlet end 18.

Kuviossa 8 on esitetty keksinnön mukaisen erottimen vaihtoehtoinen ratkaisu, jossa on kuvion 1 kaltaisella tavalla syöt-töpää 14 ja poistopää 18 ja niihin järjestetyt syöttö- ja poistoyhteet 16, 20, 22. Tässä suoritusmuodossa roottori 24 ulottuu aivan syöttöpään 14 läheisyyteen asti ja kevyen jakeen kanava 50 on muodostettu erottimen 10 syöttöpään puoleiseen osaan siten, että kevyt jae saatetaan kerääntymään syöttöpääs-tä 14 ulottuvan keskeisen onton putken 52 ulkoseinämän läheisyyteen. Keskeiseen putkeen 52 on tehty aukko tai rako 54, josta kevyt jae pääsee kulkeutumaan putken 52 sisään. Putkessa olevan kanavan 50 kautta kevyt jae poistetaan erottimesta 10 virtauksen kulkusuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan. Kuvion mukaisessa suoritusmuodossa kanavassa 50 ei ole muuta yhteyttä 12 50358 lajittelukanavaan 25 kuin edellä mainittu rako 54. On kuitenkin mahdollista järjestää myös putkeen 52 edellä kuvion 1 yhteydessä mainitun kaltaisia useampia rakoja 39, jotka mahdollistavat kevyen jakeen kanavaan kulkeutuneen suhteellisesti raskaamman jakeen palautumisen lajittelukanavaan.Fig. 8 shows an alternative solution of a separator according to the invention with a feed head 14 and an outlet end 18 and feed and discharge connections 16, 20, 22 arranged in a manner similar to Fig. 1. In this embodiment, the rotor 24 extends right in the vicinity of the feed head 14 and a light fraction channel. 50 is formed in the feed end portion of the separator 10 so as to cause a light fraction to accumulate in the vicinity of the outer wall of the central hollow tube 52 extending from the feed end 14. An opening or slit 54 is made in the central tube 52 from which a light fraction can enter the tube 52. Through the channel 50 in the tube, the light fraction is removed from the separator 10 in the opposite direction to the direction of flow. In the embodiment according to the figure, the channel 50 has no connection 12 50358 to the sorting channel 25 other than the aforementioned slot 54. However, it is also possible to provide a plurality of slots 39 in the tube 52 as mentioned above in connection with Figure 1.

Kuvion 8 mukaisessa suoritusmuodossa on erottimen syöttöpään 14 läheisyyteen järjestetty laimennusnesteen syöttöyhde 56, josta virtaava väliaine muodostaa nestekerroksen erottimen vaipan 12 seinämälle. Esitetyssä suoritusmuodossa roottorin 24 pyörintä-akselina toimii keskeinen putki 52 ja siihen liittyvä umpinainen keskiö 58. On kuitenkin selvää, että roottoria voidaan pyörittää myös muulla sinänsä tunnetulla tavalla, jolloin keskeinen putki voi olla roottorin 24 suhteen erillinen ja voi pyöriä sen suhteen eri nopeudella.In the embodiment of Figure 8, a diluent supply connection 56 is provided in the vicinity of the separator supply end 14, from which the flowing medium forms a liquid layer on the wall of the separator jacket 12. In the illustrated embodiment, the axis of rotation of the rotor 24 is a central tube 52 and an associated closed hub 58. However, it will be appreciated that the rotor may also be rotated in another manner known per se, the central tube being separate from the rotor 24 and rotating at different speeds.

Seuraavassa keksinnön mukainen menetelmä kuvataan kuvioon 1 viitaten, jossa erottimeen 10 syötetty suspensiovirtaus jaetaan kolmeen eri jakeeseen. On kuitenkin otettava huomioon, että keksinnön mukainen menetelmä käsittää myös menetelmät, joissa syötetty suspensio keskipakovoiman avulla jaetaan, vain kahteen jakeeseen, joista toinen, eli ulompi on suhteellisesti raskaampi ja toinen, eli sisempi on suhteellisesti kevyempi. Riippuu tilanteesta ja lajiteltavasta suspensiosta onko kevyt jae, raskas jae vai niiden välissä oleva välijae kulloinkin lajittelun kannalta akseptia vai rejektiä.The process according to the invention will now be described with reference to Figure 1, in which the suspension stream fed to the separator 10 is divided into three different fractions. It should be noted, however, that the method according to the invention also comprises methods in which the fed suspension is divided by centrifugal force into only two fractions, one of which, i.e. the outer one, is relatively heavier and the other, i.e. the inner one, is relatively lighter. Depending on the situation and the suspension to be sorted, whether the light fraction, the heavy fraction or the intermediate fraction between them is in each case an acceptance or a reject for sorting.

Olennaista keksinnön mukaisessa menetelmässä on se, että yhdessä jatkuvassa toiminnassa saadaan aikaan integroidusti useampivaiheinen lajittelu. Keksinnön mukaisen menetelmän edulliseen tulokseen päästään toisaalta sen ansiosta, että lajiteltavaan suspensioon johdetaan lajittelun aikana laimennus /pesuväliainetta ja toisaalta sen ansioista, että jo kerran erottuneesta raskaammasta jakeesta pääsee kulkeutumaan suhteellisesti kevyempiä kuituja takaisin suhteellisesti kevyemmän välijakeen joukkoon. Vastaavasti jo erottuneesta kevyestä jakeesta pääsee keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan kulkeutumaan suhteellisesti raskaampia kuituja takaisin suh teellisesti raskaamman välijakeen joukkoon.It is essential in the method according to the invention that in one continuous operation an integrated multi-stage sorting is achieved. The advantageous result of the method according to the invention is achieved, on the one hand, by introducing a dilution / washing medium into the suspension to be sorted during sorting and, on the other hand, by allowing relatively lighter fibers from migrating back into the relatively lighter intermediate fraction. Correspondingly, according to a preferred embodiment of the invention, relatively heavier fibers can be transported back from the already separated light fraction back into the relatively heavier intermediate fraction.

i3 90358i3 90358

Esitettävässä esimerkissä kuvion 1 mukaisessa erottimessa 10 lajiteltavana suspensiona on paperinvalmistuksen modostusvai-heeseen johdettava kuitususpensio, jonka sakeus on laimennettu alueelle noin 0,2...2 %, edullisesti noin 0, 5. . . 1,5 %. Sus pensio syötetään erottimeen 10 sen syöttöpäästä 16 siten, että sen kineettinen energia olennaisesti muuttuu rotaatioenergiak-si kanavassa 45. Keskiötä 44 pyöritetään siten, että sen siivet 46 saavat aikaan suspension riittävän kiertoliikkeen. Suspension aksiaalisen virtauksen tulisi edullisesti säilyä alueella, joka on noin 3 m/s tai suurempi, jotta erottimen seinämät pysyisivät puhtaina. Pyörimisnopeus on edullisesti alueella 300...1000 rpm.In the example shown, the suspension to be sorted in the separator 10 according to Figure 1 is a fiber suspension fed to a papermaking step, the consistency of which is diluted to a range of about 0.2 to 2%, preferably about 0.5. . 1.5%. The suspension is fed to the separator 10 from its feed end 16 so that its kinetic energy is substantially converted into rotational energy in the channel 45. The hub 44 is rotated so that its vanes 46 provide sufficient rotational movement of the suspension. The axial flow of the suspension should preferably be maintained in the range of about 3 m / s or more in order to keep the walls of the separator clean. The rotational speed is preferably in the range of 300 to 1000 rpm.

Suspension kiertoliikkeen aiheuttaman keskipakovoiman johdosta suspensio jakaantuu ominaispainon mukaan siten, että raskaampi jae hakeutuu erottimen 10 vaipan 12 ulkoseinämän läheisyyteen ja kevyempi jae kerääntyy keskiön 44 seinämän läheisyyteen. Näin kanavassa 45 tapahtuu suspension alkulajittelu. Suspension virratessa edelleen erottimen läpi se kohtaa erottimessa pyörivän roottorin 24. Olennainen osa suspensiosta saatetaan virtaamaan pyörivän roottorin sisään. Vain vaipan 12 seinämälle kerääntynyt raskaampi jae pysyy edelleen roottorin ulkopuolella. Roottori 24 muodostaa suspension pääasiallisen la-jittelukanavan 25, missä keskipakovoiman johdosta erottuminen raskaampaan ja kevyempään jakeeseen jatkuu siten, että raskaampi jae hakeutuu kohti roottorin 24 seinämää.Due to the centrifugal force caused by the rotational movement of the suspension, the suspension is distributed according to the specific gravity so that the heavier fraction is applied in the vicinity of the outer wall of the separator shell 10 and the lighter fraction accumulates in the vicinity of the center 44 wall. Thus, in channel 45, the initial sorting of the suspension takes place. As the suspension continues to flow through the separator, it encounters a rotor 24 rotating in the separator. A substantial portion of the suspension is caused to flow inside the rotating rotor. Only the heavier fraction accumulated on the wall of the jacket 12 remains outside the rotor. The rotor 24 forms the main sorting channel 25 of the suspension, where due to the centrifugal force the separation into a heavier and lighter fraction continues so that the heavier fraction is directed towards the wall of the rotor 24.

Ulkovaipan 12 seinämälle kerääntyneeseen raskaampaan jakeeseen on yleensä tarttunut melkoinen määrä hyväksyttäviä kuituja. Näiden kuitujen pesemiseksi raskaammasta jakeesta tämän jakeen joukkoon johdetaan pesunestettä ulkovaipan kehälle renkaan-muotoisesti avautuvan yhteen 32 kautta. Kun pesuneste johdetaan kehän ympäri laminaarisena virtauksena ja erityisesti kun ulkovaipan 12 halkaisijaa edullisesti samalla laajennetaan, 14 90 358 pesuneste muodostaa pitkin ulkovaipan seinämää suhteellisen laminaarin virtauksen, jonka läpi raskas kuitujae kulkee hakeutuessaan kohti vaipan seinämää. Tällöin raskaampien kuitujen mukana kulkeutuneita kevyempiä kuituja irtaantuu ja suspendoituu pesunesteeseen. Tietyissä tilanteissa voi olla eduksi käyttää turbulenttia nesteenvirtausta tehokkaan sekoittumisen aikaansaamiseksi. Lajittelukanavassa 25 virtauksen tulee kuitenkin aina säilyä laminaarisena.A considerable number of acceptable fibers have generally adhered to the heavier fraction accumulated on the wall of the outer sheath 12. To wash these fibers from the heavier fraction into this fraction, a washing liquid is introduced into the circumference of the outer sheath through an annular opening 32. When the washing liquid is passed around the circumference as a laminar flow, and especially when the diameter of the outer jacket 12 is preferably expanded at the same time, the washing liquid forms a relative laminar flow along the outer jacket wall through which the heavy fiber fraction passes towards the jacket wall. In this case, the lighter fibers carried by the heavier fibers are detached and suspended in the washing liquid. In certain situations, it may be advantageous to use a turbulent fluid flow to provide efficient mixing. However, in the sorting channel 25, the flow must always remain laminar.

Raskaammista kuiduista irronneet kevyemmät kuidut hakeutuvat kohti keskustaa ja pääsevät roottorissa 24 olevien rakojen 30 kautta kulkeutumaan raskaan jakeen kanavasta 28 lajittelu-kanavaan 25. Kuitujen palautumista lajittelukanavaan voidaan edesauttaa kuristamalla suspensiovirtausta raskaan jakeen kanavassa 28. Laimentavan pesunesteen syöttäminen ulkovaipan 12 seinämälle kerääntyvän raskaamman jakeen joukkoon toistetaan edullisesti pitkin erottimen 10 pituutta siten, että saadaan aikaan integroidusti useampivaiheinen raskaamman jakeen pesu. Pesunesteenä käytetään edullisesti prosessista saatavaa nollavettä.The lighter fibers detached from the heavier fibers retrieve toward the center and pass through the slits 30 in the rotor 24 from the heavy fraction channel 28 to the sorting channel 25. The fibers return to the sorting channel. along the length of the separator 10 so as to provide an integrated multi-stage washing of the heavier fraction. Zero water from the process is preferably used as the washing liquid.

Samanaikaisesti roottorin 24 sisällä lajittelu suhteellisesti raskaampaan ja suhteellisesti kevyempään jakeeseen jatkuu ja roottorin seinämän läheisyyteen kerääntyvä raskaampi jae pääsee roottorissa olevien aukkojen 26 kautta virtaamaan lajit-telukanavasta 25 raskaan jakeen kanavaan 28 puhdistuen sinne syötetyn veden ansiosta siten, että vain raskaammat osaset kerääntyvät lähelle ulkovaipan 12 seinämää. On otettava huomioon, että pesuneste tai osa pesunesteestä voidaan myös syöttää roottorista poistuvan raskaamman jakeen joukkoon esimerkiksi rakojen 26 kohdalla.At the same time, sorting into a relatively heavier and relatively lighter fraction inside the rotor 24 continues and the heavier fraction accumulating near the rotor wall can flow through the openings 26 in the rotor from the sorting channel 25 to the heavy fraction channel 28, clearing . It should be noted that the washing liquid or a part of the washing liquid can also be fed into the heavier fraction leaving the rotor, for example at the slots 26.

Esitetyssä suoritusmuodossa suspensio jaetaan saman lajittelu-toimenpiteen aikana kolmeen jakeeseen, jolloin keskiön 44 läheisyyteen kerääntynyt suspensiovirtauksen kevyt jae mahdollisine kaasuineen ohjataan roottorin 24 keskellä sijaitsevaan kevyen jakeen kanavaan 42. Kanavan 42 muodostavassa putkessa is 90358 40 on samoin kuin roottorissa 24 rakoja 39, joiden kautta kevyestä jakeesta erottuva suhteellisesti raskaampi jae voi kulkeutua takaisin lajittelukanavaan 25 ja joista vastaavasti lajittelukanavassa erottuva suhteellisesti kevyempi jae voi kulkeutua kevyen jakeen kanavaan 42. Rakojen 39 muotoilu on tehty juoheasti virtaviivaiseksi halutun virtauksen edesauttamiseksi.In the illustrated embodiment, the suspension is divided into three fractions during the same sorting operation, with the light fraction of the suspension stream accumulated near the hub 44 and any gases being directed to the light fraction duct 42 in the center of the rotor 24. The tube 42 forming the duct 42 has gaps in the rotor 24 the relatively heavier fraction separating from the fraction may travel back to the sorting channel 25 and the relatively lighter fraction separating in the sorting channel may travel to the light fraction channel 42. The design of the slits 39 is made smooth to streamline the desired flow.

Kun erottimessa 10 on useampia pesunesteen syöttökohtia 32, roottorissa 25 useampia aukkoja 26 ja 30 ja putkessa 40 useampia aukkoja 39, tapahtuu lajittelu jatkuvasti ja moninkertaisesti siten, että erottimen loppupäästä saadaan erittäin tehokkaasti lajiteltua suspensiota. Erotustehokkuutta voidaan keksinnön mukaan edelleen parantaa järjestämällä erottimen poistopäähän raskaan jakeen kanavan 28 laajennus, johon johdetaan vielä pesunestettä ja jossa siipien 33 avulla raskaan jakeen kiertoliikettä tehostetaan siten, että raskain jae hakeutuu laajennuksen muodostaman rejektikammion 34 uloimpaan osaan ja poistuu sieltä raskaan rejektin poistoputkeen 22. Raskaimmasta jakeesta erottuneet kuidut johdetaan roottorin 24 ja vaipan 12 välisen raon 36 kautta akseptin joukkoon.When the separator 10 has several washing liquid supply points 32, the rotor 25 has several openings 26 and 30 and the tube 40 has several openings 39, sorting takes place continuously and several times so that a very efficiently sorted suspension is obtained from the end of the separator. According to the invention, the separation efficiency can be further improved by providing an expansion of the heavy fraction channel 28 at the separator outlet, into which further washing liquid is introduced and in which the rotation of the heavy fraction is enhanced the separated fibers are passed through the gap 36 between the rotor 24 and the jacket 12 into the accept.

Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa raon 36 leveys on asetettavissa siten, että sillä voidaan säätää akseptin joukkoon kulkeutuvan suspensiovirtauksen määrää ja siten säätää raskaan rejektin virtausta. Tietylle suspensiosakeudelle ja -tyypille voidaan siten hakea parhaat lajitteluolosuhteet säätämällä suspension virtausta, pesunesteen virtausta ja raon 36 suuruutta.In a preferred embodiment of the invention, the width of the gap 36 is adjustable so that it can control the amount of suspension flow into the acceptor and thus control the flow of the heavy reject. Thus, for a given suspension density and type, the best sorting conditions can be obtained by adjusting the suspension flow, wash fluid flow, and gap 36 size.

Esitetyssä suoritusmuodossa akseptina saatava välijae johdetaan tangentiaalisesti suppenevaan poistopäähän 18 siten, että suspension rotaatioenergia saadaan talteen poistoputkeen 20 virtaavaan akseptiin. Roottorin 24 ulkopuolelle, vaipan 12 seinämän läheisyyteen kerääntyvä raskas rejekti poistetaan kehän alueelta poistoyhteen 22 kautta ja roottorin 24 sisään kerääntyvä kevyt rejekti poistetaan keskeisesti putken 43 16 90358 kautta.In the embodiment shown, the intermediate fraction obtained as an acceptor is led to a tangentially tapering outlet end 18 so that the rotational energy of the suspension is recovered in the acceptor flowing into the outlet pipe 20. The heavy reject accumulating outside the rotor 24, in the vicinity of the wall of the jacket 12, is removed from the circumferential area through the discharge connection 22, and the light reject accumulating inside the rotor 24 is removed centrally through the pipe 43 16 90358.

Keksinnön mukainen yhdessä vaiheessa toimiva keskipakoerotin soveltuu erityisen edullisesti käytettäväksi rainanmuodostuk-sen lyhyessä kierrossa hallitun ja nopean toiminnan aikaansaamiseksi ja aikaisemmin käytettyjen erottimien useiden takaisinkiertojen välttämiseksi. Kuviossa 9 esitetään keksinnön mukaisen erottimen käyttö samanaikaisesti vireillä olevan patenttihakemuksen (POM/PROCESS) esittämässä menetelmässä, vaikka alan ammattimiehelle onkin ilmeistä, että keksinnön mukaisella erottimella voidaan saavuttaa olennaista parannusta myös tavanomaisessa paperinvalmistusprosessissa, koska nolla-veden kierron nopeutuessa ja yksinkertaistuessa paperin laadun-vaihdot nopeutuvat.The single-stage centrifugal separator according to the invention is particularly suitable for use in a short cycle of web formation in order to achieve controlled and fast operation and to avoid several revolutions of previously used separators. Figure 9 shows the use of a separator according to the invention in the method disclosed in the co-pending patent application (POM / PROCESS), although it will be apparent to a person skilled in the art that a separator according to the invention can be substantially improved in a conventional papermaking process as zero water speeds up and simplifies. .

Kuvion 9 mukaisessa ratkaisussa esitetään paperinmuodostus -prosessi, jossa paperimassa massan valmistuksesta (124) syötetään hallittuna virtauksena 3. . . 5 % suspensiona paperikoneen lyhyeen kiertoon. Massa laimennetaan ensin sopivaan sakeuteen, joka yleensä on 0, 5. . . 1, 5 %. Laimennus voi tapahtua yksinker taisena syöttönä putkiyhteeseen tai tarvittaessa erillisessä sekoittimessa (123). Laimennuksen jälkeen massa syötetään keksinnön mukaiseen yhdessä vaiheessa, ilman rejektin palautusta toimivaan keskipakoerottimeen. Erottimessa massanlai-mennukseen ja rejektinpesuun käytetään muodostusosalta kierrätettyä nollavettä. Puhdistettu massa viedään painesihtiin (121), joka on edullisesti samanaikaisesti vireillä olevan patenttihakemuksen (POM/SCREEN) esittämää tyyppiä, joka toimii yhdessä vaiheessa ilman rejektin palautusta.The solution according to Figure 9 shows a papermaking process in which the pulp from the pulp production (124) is fed in a controlled flow 3.. . 5% as a suspension for a short cycle of a paper machine. The mass is first diluted to a suitable consistency, which is usually 0, 5.. . 1, 5%. Dilution can take place as a simple feed into a pipe connection or, if necessary, in a separate mixer (123). After dilution, the pulp is fed to the centrifugal separator according to the invention in one step, without return of the reject. In the separator, zero water recycled from the forming section is used for pulp dilution and reject washing. The purified pulp is fed to a pressure screen (121), which is preferably of the type disclosed in the co-pending patent application (POM / SCREEN), which operates in one step without return of the reject.

Painesihdistä massa viedään paperikoneen perälaatikkoon (100), josta se johdetaan paperin muodostusalueelle. Muodostusalueen alkupäässä suurin osa massasuspension sisältämästä vedestä suotautuu viiran alla oleviin erillisiin laatikoihin (111-120), joista edullisesti ainakin alkupäässä olevat ovat hydraulisesti määrättyjä, veden täyttämiä laatikoita. Nolla-vesi johdetaan suoraan erillisten pumppujen avulla takaisin 17 90358 prosessin päävirtaukseen ilman avoimia astioita. Nollaveden johtamiseksi takaisin kiertoon olennaisesti ilmattomana käytetään tarpeen mukaan ilmaa poistavia pumppuja, jotka edullisesti ovat samanaikaisesti vireillä olevan patenttihakemuksen (POM/PUMP) mukaisia kaasunerotuspumppuja.From the pressure screen, the pulp is fed to the headbox (100) of the paper machine, from where it is led to the paper forming area. At the beginning of the forming zone, most of the water contained in the pulp suspension seeps into separate boxes (111-120) under the wire, of which preferably at least at the beginning are hydraulically defined, water-filled boxes. Zero water is led directly by separate pumps back to the main flow of the 17 90358 process without open vessels. In order to return the zero water to the circulation substantially airless, deaeration pumps are used, if necessary, which are preferably gas separation pumps according to the co-pending patent application (POM / PUMP).

Esitetyn edullisen prosessin mukaan takaisin kierrätettävä nollavesi viedään erillisvirtoina lyhyen kierron eri laimen-nuskohteisiin siten, että keksinnön mukaisen keskipakoerotti-men ja vastaavasti sitä massan virtauksessa seuraavan paine-sihdin tarvitsema laimennusvesi tulee suoraan massan päävirtaukseen ilman putkiston haaroja ja ilman takaisinkiertoja. Prosessissa huolehditaan lisäksi siitä, että viiran läpi ensiksi suotautunut nollavesi, joka sisältää suurimman osan viiran läpäisseestä kuitumateriaalista, palautuu mahdollisimman lähelle perälaatikkoa.According to the preferred process shown, the recirculated zero water is fed as separate streams to the various dilution sites of the short circuit so that the dilution water required by the centrifugal separator according to the invention and the pressure filter following the pulp flow enters the pulp main stream directly without piping branches and without recirculations. The process also ensures that the zero water that first seeps through the wire, containing most of the fibrous material that has passed through the wire, returns as close to the headbox as possible.

Keksinnön mukaisen erottimen yksivaiheinen toiminta ilman rejektin palautusta ja ilman veden ja suspension kiertojärjes-telmiä nopeuttaa olennaisesti paperilaadun vaihdon yhteydessä uuden tasapainotilan saavuttamista ja vähentää siten huomattavasti laadunvaihdon yhteydessä hukkaan menevän paperin määrää.The single-stage operation of the separator according to the invention without return of the reject and without water and suspension circulation systems substantially speeds up the achievement of a new equilibrium state in connection with the change of paper quality and thus considerably reduces the amount of paper wasted during the change of quality.

Edellä keksinnön mukaista menetelmää on selitetty viitaten edullisena suoritusmuotona pidettävään paperimassan lajitteluun. Alan ammattimiehille on kuitenkin selvää, että keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta voidaan käyttää myös muun tyyppisen suspension lajitteluun esimerkiksi poistamaan vain raskas jae tai vain kevyin jae tietystä suspensiosta.The method according to the invention has been described above with reference to the sorting of pulp to be considered as a preferred embodiment. However, it will be clear to those skilled in the art that the method and apparatus of the invention can also be used to sort other types of suspension, for example to remove only the heavy fraction or only the lightest fraction from a particular suspension.

Claims

A centrifugal separator for sorting a fiber suspension, said separator (10) having a substantially cylindrical outer sheath (12), one end (14) of which is arranged an inlet (16) for suspension sorting, and at whose other end (18) provided an outlet (20, 22) for a lighter and heavier fraction, characterized in that in the outer jacket · (12), a man-concentric, hollow, rotating rotor (24) is arranged to receive the suspension flow or a substantial - that the wall of the rotor (24) has slots or openings (26, 30) through which a portion of the suspension can be caused to flow from the space inside the rotor (25) to the space outside the rotor (28) and from the space outside the rotor (28). ) to the space inside the rotor (25), that the separator to improve the separation efficiency between the lighter and heavier fraction has means (32) for guiding an diluent / washing medium to the suspension.

Separator according to claim 1, characterized in that there are several means (32) for guiding dilution / washing medium along the length of the separator (10), and that these means are presumably designed as essentially annular liquid inlets (35).

Separator according to Claim 1 or 2, characterized in that a centrally cylindrical tube (40; 52) concentric, hollow, substantially cylindrical tube (40; 52) is mounted in the middle of the rotor acting as a sorting channel (25) within the outer casing (12). (24), which tube forms a channel (42; 50) for separating a light fraction and / or gas.

Separator according to claim 3, characterized in that the central pipe (40; 52) rotates together with the rotor (24) and also advantageously acts as the axis of the rotor, whereby in the wall of said pipe (40; 52) advantageously there is a soft streamline format. oblique slots or openings to allow a suspension flow between the light fraction channel (42; 50) and the sort channel (25).

Separator according to any of the preceding claims 1, 4, characterized in that the size of the cut surface size of the heavy fraction duct (28) formed between the outer wall of the rotor (24) and the inner wall of the outer casing (12) changes at least one position in the longitudinal direction of the separator (10) to cause a portion of the suspension flow to flow between the channel inside the rotor (25) and said heavy fraction channel (28).

Separator according to any one of the preceding claims 1, 5, characterized in that the wall of the rotor (24) consists of at least two and advantageously several parts, between which a gap or opening (26, 30) is left for suspension flow. , wherein these slots are advantageously designed such that soft stream-shaped channels in the direction of the desired flow rise.

Separator according to any one of the preceding claims 1 ... 6, characterized in that wing-shaped elements (46, 29, 31), whose purpose is to utilize energy from the suspension, are attached to the rotational axis (24). allowing rotation of the suspension, dividing the suspension flow into longitudinally separate channels, and / or reinforcing the structure.

Separator according to any one of the preceding claims 1, 7, characterized in that in the outer jacket (12), an eddy mistone is formed an expansion (38), advantageously in connection with a substantially annular inlet (35) for dilution / washing liquid.

Separator according to any one of the preceding claims 1 ... 8, characterized in that the heavy fraction channel (28) formed between the sheath of the rotor (24) and the outer sheath (12) of the separator 24 90 358 (10) the outlet end (18) of the separator (10) is extended to a chamber (34), at which the heavy fraction outlet tube (22) is located.

Separator according to claim 9, characterized in that a gap (36) is advantageously adjustable between the outlet end (18) of the rotor (24) and the outer sheath (12) to provide a controlled flow of a lighter fraction separated from the heavy the fraction in the chamber (34).

A method of sorting a fiber suspension into a centrifugal eparator, wherein the fiber suspension is measured through a substantially cylindrical space in said separator and the suspension is rotated in said space such that due to the effect of the centrifugal force the suspension is based on the specific weight of its components. is divided into at least two fractions, characterized in that the process comprises phases wherein: a) the fiber suspension is directed to the input end of the separator; b) the suspension flow or a substantial portion thereof is fed into a rotor concentrically rotating with the axis of the cylinder within said cylindrical space; (d) the heavier fraction collected adjacent to the rotor wall is led out of the rotor into a space between the rotor and the rotor: surrounding cylindrical manifolds; e) a dilution / washing medium is introduced into said heavier fraction. , (f) a portion of that between the rotor and manifold the heavier fraction is led into the lighter fraction; g) at least part of the phases c). . . (f) repeated if necessary; (h) the heavier fraction collected outside the rotor, adjacent to the manifold, and the lighter fraction collected inside the rotor, are derived separately from the separator.

Method according to claim 11, characterized in that substantially all of the suspended suspension flow is conducted into the rotor, and the light fraction of the suspension flow together with any gases is conducted into a channel concentrically installed with the rotor and at least one part of said light fraction is diverted as light reject.

Method according to claim 12, characterized in that the light fraction collected in the center of the separator is caused to divide into a lighter and heavier fraction and that at least part of said heavier fraction is led back to the suspension flow, presumably through slots or openings in said channel for easy rejection.

Method according to any one of the preceding claims 11..13, characterized in that at least part of the suspension flow is caused to flow between the space inside the rotor and the space outside the rotor through slots or openings in the rotor by throttling the flow in or outside the rotor and / or by introducing diluent / washing liquid into the space between the rotor and manifold.

The use of a centrifugal separator according to any of the previous claims 1. . 10, in a short cycle in the manufacture of paper, in which dilution / washing liquid is used as backwater which, without intermediate open vessels, is recirculated substantially air-free from the forming zone directly to the centrifugal separator.